WO2002096009A2 - Method for transmitting data - Google Patents

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WO2002096009A2
WO2002096009A2 PCT/DE2002/001744 DE0201744W WO02096009A2 WO 2002096009 A2 WO2002096009 A2 WO 2002096009A2 DE 0201744 W DE0201744 W DE 0201744W WO 02096009 A2 WO02096009 A2 WO 02096009A2
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Bernhard Raaf
Christian Senninger
Hartmut Wilhelm
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L1/0071—Use of interleaving

Definitions

  • the invention relates to a method of transmitting data, in particular within a mobile radio network.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • the modulation is usually preceded by a coding, a so-called channel coding.
  • the Informati ⁇ is onsbits targeted redundancy added; systematic bits and parity bits arise in most coding schemes. As a rule, these coded bits have different priorities, ie they are of different importance.
  • turbo coding of the information bits is provided before the modulation.
  • the parity bits have lower priority than the systematic bits. That is, the systematic bits are more important than the parity bits for decoding.
  • the parity bits were preferably punctured.
  • FIG. 2 shows the physical layer structure currently provided for HSDPA.
  • a data stream consisting of N transport blocks is extended by tail bits. Which tail bits are involved and whether they are appended per transport block or per N transport block has not yet been specified. This is followed by turbo coding.
  • Rate matching ensures that the incoming bits fit into a well-defined block length, ie you have to either shorten or stretch the incoming data stream, typically by omitting individual bits of the data stream or repeating them.
  • the output bits of the rate matching block are then scrambled in the interleaver.
  • This data stream, whose individual priorities are no longer known, is now distributed to the symbols of the complex baseband.
  • the demultiplexer then distributes the symbols on e- possibly several channelization codes (spreading codes).
  • AMCS is the abbreviation for Adaptive Modulation and Coding Schein.
  • AMCS specifies the modulation alphabet to be used and the co ⁇ de rate.
  • HSDPA is not a circuit switched connection, but a packet switched service.
  • H-ARQ is used, ie the mobile terminal sends ACKNOWLEDGEMENT or NOT ACKNOWLEDGEMENT back to the base station in order to confirm or not to confirm the correct receipt of the packet. Based on this feedback, a repetition of this unconfirmed packet may then be sent.
  • FIG. 3 shows an example of an assignment of encoded bits to the bit positions of the symbols in the complex baseband.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a reliable method for transmitting data.
  • the object of the invention is to modulate encoded bits of different priority by means of a modulator, which cannot transmit all bits equally securely, in such a way that the data are transmitted reliably. It is therefore in particular an object of the invention to propose an intelligent adaptation of the coding and the modulation with regard to the priorities and the reliability of the individual bits or bit positions.
  • the assignment of coded data to bit positions within modulation symbols is carried out depending on whether the corresponding data packet to which the coded data is assigned is transmitted for the first time or for the repeated time.
  • FIGS. 5 to 10 serve (FIGS. 1 to 4 describing the prior art):
  • Figure 1 Signal constellation for the 16 QAM modulation;
  • FIG. 1 HSDPA physical layer structure
  • FIG. 1 alternative HSDPA physical layer structure
  • Figure 2 Example of an assignment of bits to bit positions of the symbols
  • Figure 7 schematic representation of data blocks;
  • Figures 8 to 10 constellation diagrams.
  • retransm. 0 first transmission
  • retrans.> 0 corresponds to a retransmission
  • TTI transmission time interval
  • Header bits A packet consists of the header bits and the so-called payload.
  • the header contains information about the payload, e.g. B. Number of blocks sent, length of the block, etc.
  • the amount of information in the header depends, among other things, on the H-ARQ type used, on the type of resource allocation between users, etc. However, as soon as the header is not decoded correctly the payload cannot be evaluated correctly. It is therefore particularly important that the header is transmitted well protected. Thus, the header should be mapped to the most reliable bits after a particularly good coding (block codes are probably appropriate here).
  • Parallel retransmission So far, ACKNOWLEDGEMENT and NOT ACKNOWLEDGEMENT have been provided as confirmation of receipt. An unconfirmed block of the same length and with the same energy is sent again. In this case, it is not possible to send a retransmission in parallel with a retransmission by sharing the symbols of the complex baseband.
  • the receiver mobile terminal
  • the entire block can be operated with reduced energy, i.e. H.
  • Both retransmissions can be combined with each other as well as retransmissions with first transmissions.
  • the bits of the retransmission can be sent on the less reliable bit positions of the symbols and the bits of the first transmission on the more reliable bit positions.
  • the rate matching and multiplexer blocks are controlled on the basis of the acknowledgment and possibly other information available to the base station. Such information can e.g. are related to the maximum number of retransmissions, protocol stalling and / or memory consumption.
  • FIG. 6 is intended to illustrate this simultaneous transmission of new data blocks and retransmissions by way of example.
  • Data block 1 is to be sent first (FIG. 6a). This is encoded beforehand, then brought to the block length using rate matching, which is then also sent physically. The data block sent consists of reliable and less reliable bit positions.
  • Data block 2 is then sent (FIG. 6b), which has the same encoding and experiences the same rate matching. Assuming that the sender is now informed that the decoding of data block 1 has just failed, a retransmission must now take place.
  • the next data block that is data block 3 is sent (FIG. 6c) and only then the retransmission. The same energy as before is used for retransmission and thus energy (FIG. 6d).
  • This embodiment of the invention enables data block 3 and the retransmission to be sent at the same time, with the retransmission being assigned an appropriate (lower) energy (coding, bit position of the symbols) (FIG. 6f).
  • Each block then has fewer bits per symbol available for a new transmission.
  • More information bits will be transmitted per unit of time than if one would send both blocks sequentially.
  • the retransmission would u. a. distributed on reliable bits, which could mean a waste of energy.
  • retransmissions decide how many and which bits (systematic bits, parity bits, bits previously omitted by puncturing, etc.) are transmitted with which modulation. For a given modulation, the energy associated with the retransmission can be controlled by the coding rate and the assignment of the bits of the retransmission to the bits of each symbol. If little energy is required for a retransmission, a higher-quality modulation is suitable, in which the retransmission favors the unreliable bits. The more reliable bits can be used, for example, for the transmission of new information.
  • Table 2 shows an exemplary embodiment for HSDPA with a frame length of 3.33 ms using a code. If the modulation and coding scheme (AMCS) is only switched within a block (ie within MCS variants with the same leading digit), the length of the code block is retained. This ensures that, despite a change in the modulation and coding, the first transmission (abbreviation: init. Tr. For initial transmission) and the retransmission (abbreviation: retr.) Can be overlaid using so-called "soft combining". This significantly increases the performance of the turbo decoding process.
  • AMCS modulation and coding scheme
  • the last column in Table 2 shows an example of which acknowledgment (NAK1, NAK2, NAK3) can lead to which variant of the original MCS. If no retransmission is necessary, the basic MCS printed in bold are used. Since the retransmissions are transmitted with a respectively adapted coding rate, the possibility can also be used here of using disjoint sets of parity bits. No systematic bits need to be transmitted during retransmission (known as Hybrid ARQ Type II). In general, however, this procedure is suitable for various ARQ (Automatic Repeat Request) procedures, eg incre ental redundancy and chase combining.
  • ARQ Automatic Repeat Request
  • the transmission reliability can also be controlled by assigning different bits within the transmitted symbols.
  • Table 3 shows a possible assignment.
  • the header bits that are absolutely necessary for further processing are generally placed in reliable bit positions. Otherwise, e.g. higher reliability can be assigned to the initial transmission (init. tr.).
  • the assignment rules in brackets are only used if no bits with the originally intended reliability class are available.
  • Table 3 Example of bit allocation for parallel transmission of two data streams
  • bits to be transferred are equally important in data transmission. Bits for which transmission errors are particularly disadvantageous and which therefore deserve a high level of error protection could be, for example:
  • Header bits especially when using incremental redundancy. If the header cannot be successfully decoded, the soft values cannot be assigned to the payload and are therefore worthless. Signaling bits, especially for MAC. Transmission errors e.g. With power control or channel assignment (e.g. uplink state flag with GPRS), interference in a mobile network can increase.
  • power control or channel assignment e.g. uplink state flag with GPRS
  • a low level of transmission security would be tolerable, for example, in the case of retransmissions with incremental redundancy, in particular if the sender knows that the receiver only needs little redundancy for successful decoding.
  • bit error probability is also not the same for all bits within a symbol, especially if the assignment of the bit combination to a symbol point in the constellation diagram is minimized Bit error probability optimized.
  • the less important parity bits are preferably removed by puncturing.
  • the bits belonging to the RLC / MAC header are transmitted via the most reliable bits of the 8-PSK.
  • a standard constellation such as that of the 16-QAM is specifically deviated in the sense of a hierarchical modulation in order to have particularly secure bits with which, under difficult reception conditions, at least a reproduction in limited quality (eg monophonic with low bandwidth, black and white with low resolution) is possible.
  • the systematic bits of the turbo-coded data stream be transmitted as far as possible via those bits within a symbol that have the lowest bit error probability.
  • the acknowledgment for incremental redundancy should not be transmitted in binary form, but rather with an estimate of how much redundancy is still required, and accordingly the transmission power during retransmission if necessary. to reduce.
  • the points in the constellation diagram are grouped into 2 k clusters in the case of m-valued modulation for k bits worthy of protection per symbol (k ⁇ m).
  • the number of clusters and the distances can be changed dynamically, in particular if the constellation is transmitted to the recipient, for example digitally in advance or through a demonstration in a training sequence, preamble or the like. The transmission security of the individual bits of a symbol can thereby be changed.
  • bits within a data stream require uneven protection (for example 8 bits for the gray value of a pixel), then these bits should be appropriately distributed over the bits of the transmission symbols. This can be achieved, for example, by interleaving, which is based on the importance of the bits in the data stream to be transmitted and the transmission reliability of the individual bits of a transmission symbol. is true, so important bits in the data stream to be transmitted are preferably re-sorted to secure bits in the transmission symbols.
  • the different error protection of the different bits can be achieved, for example, by
  • the crosses in the figures mark the symbol points, and the circles around the crosses mark the minimum distance that a decision threshold should have from the respective symbol point.
  • adjacent symbols differ in a maximum of one bit. This means that when the receive vector ends in an adjacent symbol, two out of three bits still arrive correctly in hard detection. There are two more secure and one more unsafe bit, but not as big a bit error probability difference as with hierarchical modulation.
  • 7a shows a constellation diagram for another modulation with 8 different symbols (3 bits).
  • a symbol is placed in the middle, which increases the distances between the neighboring symbols compared to 8-PSK with the same average transmission power.
  • the symbol 000 in the middle differs from the symbols on the outside in up to three bits, but this is more than compensated for by the larger distance to the other symbols if the signal-to-noise ratio is good.
  • two symbols adjoin one another on the right-hand side, which differ in two bits.
  • Figure 7b shows a remedy: The circle around the outside is opened a crack at this decision limit, so the larger Hainging distance of the neighboring symbols is taken into account by a larger Euclidean distance in the constellation diagram.
  • Figure 7c the symbols with Hamming distance 1 are moved closer together again. The distance between the symbols 000 and 111 is particularly large.
  • Figure 7d shows a modification towards hierarchical modulation. It is assumed that the left bit (MSB) is particularly worth protecting.
  • the symbols OOl and 010 differ from the symbol 000 in only one bit each and can therefore be positioned close to it.
  • the symbols 110, 111, 101 and 100 differ from the other four symbols in the MSB and are therefore somewhat separated from them.
  • the center of gravity of the constellation is expediently placed in the origin, so that if on average all symbols are sent with the same frequency, no power is wasted for the wearer.
  • FIG. 8a shows a somewhat different arrangement of the 8 symbols.
  • Fig. 8c the middle bit is also better protected than the LSB. This corresponds to a QPSK, which is superimposed on a BPSK with low power.
  • FIG. 9a shows a 4-QAM, in which both bits have the same transmission security.
  • This constellation can also be thought of as being composed of two orthogonal BPSKs, one in the in-phase and the other in the quadrature component. If the total power, which is decisive for interference in the mobile network, is left constant, i.e. the points are only shifted in a circle around the origin, and the power of the BPSK in the in-phase component is reduced in favor of that in the quadrature component (Fig. 9b), the result is a higher reliability for the MSB at the expense of the transmission security of the LSB.
  • the recipient does not need to know how the benefits are distributed; however, could with With fixed-point arithmetic, the range of values for the soft values (equalizer soft outputs) may be better adapted to this knowledge.
  • 10a shows the typical constellation diagram of a 16-QAM. 10b, the immunity of the MSB has been increased at the expense of that of the LSB. There is therefore a particularly safe, two normal and one particularly unsafe bit.
  • the diagram shows two clusters, one at the top and the other at the bottom. In Fig. 10c there are two safe and two unsafe bits. There are four clusters here. These 4 clusters can be thought of as the 4 symbol points of a QPSK that transports the two safe bits.
  • the peak value is left constant. Then the average transmission power increases. This is particularly possible with cover limitation.
  • the transmission security of the safe bits improves considerably.
  • the recipient must know how far the symbol points in the constellation diagram have been moved in order to be able to set his decision threshold correctly. If the arrangement is to be variable, the recipient must be informed of the constellation used.
  • the centers of the clusters are not changed. As a result, the transmission power drops somewhat when the pattern is distorted, as in FIGS. 4b and 4c. With hard decision, the cluster could be decided first and then the position within the cluster if only the cluster centers are known. For a precise calculation of soft values, the recipient must also know the constellation here.
  • the present invention relates not only to a mobile radio transmission between a base station and a terminal, but also to any other transmission between at least two transceivers.
  • the transmission need not take place via a radio channel, but can also take place in a wired manner, for example.
  • the transmitting / receiving devices do not need to, but can have equal rights.

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Abstract

The invention relates to a method for transmitting data, according to which data is allocated to bit positions within modulation symbols, depending on whether the corresponding data packet is transmitted for the first time, or the transmission is repeated.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Übertragung von DatenProcess for the transmission of data
Die Erfindung betrifft ein Verfahren Übertragung von Daten, insbesondere innerhalb eines Mobilfunknetzes.The invention relates to a method of transmitting data, in particular within a mobile radio network.
Die rasante technische Entwicklung auf dem Gebiet der Mobilkommunikation hat in den letzten Ja-hren zur Entwicklung neu- er Mobilfunksysteme der dritten Generation geführt. Dabei spielt das sogenannte UMTS (Universal Mobile Telecommunicati- ons System) , das zumindest teilweise auf der WCDMA (Wideband Code Divisison Multiple Access) Technologie basiert, eine wesentliche Rolle. Die Luftschnittstelle dieses Systems, UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), bildet ein zentrales Element dieses Systems. Für dieses System wird derzeit eine Erweiterung hin zu höheren Datenraten spezifiziert, bekannt unter dem Namen HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) . Der derzeitige Stand dieses Systems ist in folgenden Veröffentli- chungen zusammengefasst : [HSDPA_physical] , [HSDPA_overall] .The rapid technical development in the field of mobile communication has led to the development of new third-generation mobile radio systems in recent years. The so-called UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), which is based at least in part on the WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) technology, plays an important role. The air interface of this system, UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), forms a central element of this system. An extension to higher data rates is currently specified for this system, known under the name HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). The current status of this system is summarized in the following publications: [HSDPA_physical], [HSDPA_overall].
Für HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) sind neben der QPSK Modulation auch höherwertige Modulationen vorgesehen. So sollen 8 PSK, 16 und 64 QAM verwendet werden. Bei 8 PSK wer- den 3 bits einem Symbol im komplexen Basisband zugeordnet, bei 16 QAM sind es bereits 4 bits und bei 64 QAM 6 bits. Bei der herkömmlichen QPSK werden 2 bits einem Symbol zugeordnet.In addition to QPSK modulation, higher-quality modulations are also provided for HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). So 8 PSK, 16 and 64 QAM should be used. With 8 PSK, 3 bits are assigned to a symbol in the complex baseband, with 16 QAM there are already 4 bits and with 64 QAM 6 bits. In conventional QPSK, 2 bits are assigned to one symbol.
Figur 1 zeigt beispielhaft das Konstellationsdiagramm im kom- plexen Basisband der 16 QAM. Es werden 4 bits pro übertragenem Symbol, das durch Inphase- und Quadratur-Wert gekennzeichnet ist, übermittelt. Die bits il, ql, i2, q2 werden so einem Symbol zugeordnet. Wie man in Figur 1 gut erkennen kann, sind die bits il besser geschützt, oder anders ausge- drückt, zuverlässiger als die bits i2. Das gleiche gilt auch für die anderen beiden Bits, ql ist zuverlässiger als q2. Diesen Sachverhalt kann man sich einfach veranschaulichen. Betrachtet man i2, so erkennt man, dass i2 mit dem Wert 1 acht Nachbarn zum Wert i2=0 hat. Hingegen il besitzt nur 4 potentielle Nachbarn und somit auch nur 4 Entscheidungs- schwellen.FIG. 1 shows an example of the constellation diagram in the complex baseband of the 16 QAM. 4 bits are transmitted per symbol transmitted, which is characterized by in-phase and quadrature values. The bits il, ql, i2, q2 are thus assigned to a symbol. As can be clearly seen in FIG. 1, the bits il are better protected, or in other words, more reliable than the bits i2. The same applies to the other two bits, ql is more reliable than q2. This fact can be easily illustrated. If you look at i2, you can see that i2 with the value 1 has eight neighbors to the value i2 = 0. In contrast, il has only 4 potential neighbors and therefore only 4 decision thresholds.
Üblicherweise geht der Modulation eine Codierung, eine sogenannte Kanal-Codierung, voraus. Hierbei wird den Informati¬ onsbits gezielt Redundanz hinzugefügt; somit entstehen bei den meisten Kodierungsschemata systematische bits und parity bits. In der Regel besitzen diese kodierten bits unterschiedliche Prioritäten, d. h. sind unterschiedlich wichtig.The modulation is usually preceded by a coding, a so-called channel coding. Here, the Informati ¬ is onsbits targeted redundancy added; systematic bits and parity bits arise in most coding schemes. As a rule, these coded bits have different priorities, ie they are of different importance.
Speziell bei HSDPA ist vor der Modulation eine Turbo Codie- rung der Informationsbits vorgesehen. Hierbei entstehen abhängig von der verwendeten Code-Rate mehr oder weniger Infor- mations und Parity bits. Die parity bits haben geringere Priorität als die Systematischen bits. D. h. zur Decodierung sind die systematischen bits wichtiger als die parity bits. So wurden bereits bei dem herkömmlichen UMTS rate-matching bevorzugt die parity bits punktiert.In the case of HSDPA in particular, turbo coding of the information bits is provided before the modulation. Depending on the code rate used, more or less information and parity bits are created. The parity bits have lower priority than the systematic bits. That is, the systematic bits are more important than the parity bits for decoding. In the conventional UMTS rate-matching, the parity bits were preferably punctured.
Figur 2 zeigt die derzeitig für HSDPA vorgesehene Physical Layer Struktur. Ein Datenstrom bestehend aus N Transport Blö- cken wird um Tail Bits erweitert. Um welche Tail Bits es sich hierbei genau handelt und ob diese pro Transport Block oder pro N Transport Blocks angehängt werden ist noch nicht abschließend spezifiziert. Danach erfolgt eine Turbo Codierung. Das Rate Matching sorgt dafür, dass die ankommenden Bits in eine wohl definierte Blocklänge passen, d. h. man muss den ankommenden Datenstrom entweder kürzen oder strecken, typischer Weise dadurch, dass einzelne Bits des Datenstromes weggelassen oder aber wiederholt werden. Die Output bits des Ra- te-Matching-Blocks werden dann im Interleaver verwürfelt. Dieser Datenstrom, dessen einzelne Prioritäten man nicht mehr kennt, werden nun auf die Symbole des komplexen Basisbands verteilt. Der Demultiplexer verteilt dann die Symbole auf e- ventuell mehrere channelisation codes (Spreizcodes) . AMCS ist die Abkürzung für Adaptive Modulation and Coding Scheines. AMCS legt das zu verwendende Modulations-Alphabet und die Co¬ de-Rate fest. Bei HSDPA handelt es sich nicht um eine circuit switched (leitungsgebunden) Verbindung handelt sondern um einen packet switched service (Paket vermittelt) . H-ARQ findet Anwendung, d. h. das mobile Terminal sendet ACKNOWLEDGEMENT oder NOT ACKNOWLEDGEMENT zur Basisstation zurück, um den korrekten Empfang des Paketes zu bestätigen oder nicht zu bestä- tigen. Basierend auf dieser Rückmeldung wird dann ggf. eine Wiederholung dieses nicht bestätigten Paketes gesendet.FIG. 2 shows the physical layer structure currently provided for HSDPA. A data stream consisting of N transport blocks is extended by tail bits. Which tail bits are involved and whether they are appended per transport block or per N transport block has not yet been specified. This is followed by turbo coding. Rate matching ensures that the incoming bits fit into a well-defined block length, ie you have to either shorten or stretch the incoming data stream, typically by omitting individual bits of the data stream or repeating them. The output bits of the rate matching block are then scrambled in the interleaver. This data stream, whose individual priorities are no longer known, is now distributed to the symbols of the complex baseband. The demultiplexer then distributes the symbols on e- possibly several channelization codes (spreading codes). AMCS is the abbreviation for Adaptive Modulation and Coding Schein. AMCS specifies the modulation alphabet to be used and the co ¬ de rate. HSDPA is not a circuit switched connection, but a packet switched service. H-ARQ is used, ie the mobile terminal sends ACKNOWLEDGEMENT or NOT ACKNOWLEDGEMENT back to the base station in order to confirm or not to confirm the correct receipt of the packet. Based on this feedback, a repetition of this unconfirmed packet may then be sent.
Aus [Panasonic] ist es bekannt, die unterschiedliche Zuverlässigkeit der bits eines Symbols zu berücksichtigen; so ist eine für jede retransmission spezifische Zuordnung der bits auf die Symbole des komplexen Basisbandes vorgeschlagen. Somit erreicht man beim Einsatz einer geschickten Zuordnungs- vorschrift nach mehreren Retransmissions eine Art Vereinheitlichung der Zuverlässigkeit. Aber dies wird nur dann erzielt, wenn ein Block mehrfach wiederholt werden muss, da beim mobilen Terminal die ersten Decodierversuche fehl schlagen und somit retransmissions angefordert werden. Aber die Tatsache der unterschiedlichen Prioritäten der turbo encodierten Bits wird nicht berücksichtigt.From [Panasonic] it is known to take into account the different reliability of the bits of a symbol; Thus, a specific assignment of the bits to the symbols of the complex baseband is proposed for each retransmission. Thus, when using a clever assignment rule after several retransmissions, a kind of standardization of reliability is achieved. But this is only achieved if a block has to be repeated several times, since the first decoding attempts on the mobile terminal fail and retransmissions are requested. But the fact of the different priorities of the turbo encoded bits is not taken into account.
Aus [Samsung] ist es bekannt, turbo encodierte Bits geschickt auf die Symbole im komplexen Basisband zuzuordnen (Figur 3) . Nach dem Turbo Encoder werden die bits getrennt nach systematische und parity bits weitergeführt. Im Kästchen "Parallel to Serial" erfolgt dann eine Zuordnung der bits mit verschiedener Priorität auf die bit-Positionen innerhalb eines Symbols mit unterschiedlicher Zuverlässigkeit. Hierbei gilt grob gesagt: die bits mit höchster Priorität werden auf die bit Positionen mit höchster Zuverlässigkeit verteilt. Die bits mit niedrigster Priorität werden auf die Positionen mit geringster Zuverlässigkeit verteilt. Natürlich gibt es auch Fälle, in denen eine suboptimale Lösung gefunden werden muss, da z. B. mehr bits mit höchster Priorität vorhanden sind als bits mit höchster Zuverlässigkeit. Figur 4 zeigt beispielhaft eine dadurch entstehende Zuordnung von encoded bits auf die bit Positionen der Symbole im komplexen Basisband.It is known from [Samsung] to skillfully assign turbo-encoded bits to the symbols in the complex baseband (FIG. 3). After the turbo encoder, the bits are continued separately according to systematic and parity bits. In the "Parallel to Serial" box, the bits with different priority are then assigned to the bit positions within a symbol with different reliability. Roughly speaking, the following applies: the bits with the highest priority are distributed to the bit positions with the highest reliability. The lowest priority bits are distributed to the least reliable positions. Of course there are cases where a sub-optimal solution has to be found, there z. B. there are more bits with the highest priority than bits with the highest reliability. FIG. 4 shows an example of an assignment of encoded bits to the bit positions of the symbols in the complex baseband.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Verfahren zur Übertragung von Daten anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a reliable method for transmitting data.
Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, enco- dierte bits unterschiedlicher Priorität mittels eines Modulators, der nicht alle bits gleich sicher übertragen kann, so zu modulieren, daß die Daten zuverlässig übertragen werden. Es ist daher auch insbesondere eine Aufgabe der Erfindung eine intelligente Anpassung der Codierung und der Modulation hinsichtlich der Prioritäten und der Zuverlässigkeit der einzelnen bits bzw. bit-Positionen vorzuschlagen.In particular, the object of the invention is to modulate encoded bits of different priority by means of a modulator, which cannot transmit all bits equally securely, in such a way that the data are transmitted reliably. It is therefore in particular an object of the invention to propose an intelligent adaptation of the coding and the modulation with regard to the priorities and the reliability of the individual bits or bit positions.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous and expedient further developments result from the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird also die Zuordnung von kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von ModulationsSymbolen in Abhängigkeit davon vorgenommen, ob das entsprechende Datenpaket, dem die kodierten Daten zugeordnet sind, zum ersten mal, oder zum wiederholten mal übertragen wird.According to the invention, the assignment of coded data to bit positions within modulation symbols is carried out depending on whether the corresponding data packet to which the coded data is assigned is transmitted for the first time or for the repeated time.
Die Erfindung oder ihre Weiterbildungen beruhen demnach auf auch folgenden Gedanken:The invention or its developments are therefore based on the following ideas:
- Erweiterung des Gedankens von Samsung. Das heißt, neben den verschieden priorisierten encodierten bits gibt es auch noch weitere bits mit anderen Prioritäten z. B. die header bits, die wirklich oberste Priorität haben. Man muss dann nicht nur die Verschiedenen Prioritäten der encodierten Bits, sondern zusätzlich auch noch header bits usw. geschickt auf die bit Positionen der Symbole im komplexen Basisband abbilden.- Extend the idea of Samsung. That means, in addition to the differently prioritized encoded bits, there are also other bits with different priorities, e.g. B. the header bits that really have top priority. You then have not only the different priorities of the encoded bits, but also header bits etc. skillfully map to the bit positions of the symbols in the complex baseband.
- Die Idee, dass man eine retransmission gleichzeitig mit einer erstmaligen transmission senden kann, indem man die erstmalige Übertragung und die retransmission auf ein und das selbe Symbol abbildet. Zwei (oder mehr) verschiedene Datenströme werden gleichzeitig gesendet, indem die beiden Datenströme sich die selben Symbole teilen. Alternativ wäre es auch möglich, dass bei einer höherwertigen Modulati- on mehrere Datenströme nacheinander in der gleichen (ursprünglichen) Zeit gesendet werden.- The idea that you can send a retransmission at the same time as a first transmission by mapping the first transmission and the retransmission onto one and the same symbol. Two (or more) different data streams are sent simultaneously by the two data streams sharing the same symbols. Alternatively, it would also be possible for a higher-value modulation to send several data streams in succession in the same (original) time.
- Die Idee, dass man nicht nur ACKNOWLEDGEMENT und NOT ACKNOWLEDGEMENT als Bestätigung sendet, sondern mehr bits für die ACKNOWLEDGEMENT-Meldung spendiert. Somit kann man dem Sender mitteilen, wie viel Energie ungefähr gefehlt hat, um eine erfolgreiche Decodierung des empfangenen Datenblocks zu erlangen. Genauso kann man auch noch mitteilen, um wie viel die Energie unnötigerweise zu hoch war. Dies alleine ist nicht unbedingt eine neue Idee, aber die Reaktion darauf ist neu. Bislang würde man auf eine derartige Rückmeldung mit dem Variieren der Sendeleistung, der Codierung, der Codier-Rate, der Modulation, usw. reagieren. Neu ist nun, dass man abhängig von der Rückmeldung auch mit entsprechender Zuordnung der retransmission bits auf die bit-Position der Symbole mit entsprechender Zuverlässigkeit reagiert. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Möglichkeit, trotz festgelegter Rahmenlänge für die retransmission ein anderes Modulations- und Codierschema zu verwenden und gleichzeitig die Möglichkeit von Soft-Combining zu erhalten (d.h. die Länge des Code-Blocks beizubehalten) .- The idea that you not only send ACKNOWLEDGEMENT and NOT ACKNOWLEDGEMENT as confirmation, but also donate more bits for the ACKNOWLEDGEMENT message. It is thus possible to tell the transmitter approximately how much energy was missing in order to successfully decode the received data block. You can also tell how much the energy was unnecessarily too high. This alone is not necessarily a new idea, but the reaction to it is new. So far, one would respond to such feedback by varying the transmission power, coding, coding rate, modulation, etc. What is new is that, depending on the feedback, the bit position of the symbols can be responded to with corresponding reliability by appropriately assigning the retransmission bits. The possibility shown in the exemplary embodiment of using a different modulation and coding scheme for the retransmission despite a fixed frame length and at the same time of being able to obtain soft combining (i.e. to maintain the length of the code block).
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele näher beschrieben, zu deren Erläuterung die Figuren 5 bis 10 dienen (Figuren 1 bis 4 beschreibend Stand der Technik) : Figur 1: Signal-Konstellation für die 16 QAM Modulation;The invention is described in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments, for the explanation of which FIGS. 5 to 10 serve (FIGS. 1 to 4 describing the prior art): Figure 1: Signal constellation for the 16 QAM modulation;
Figur 2: HSDPA Physical Layer Struktur;Figure 2: HSDPA physical layer structure;
Figur 1: alternative HSDPA Physical Layer Struktur;Figure 1: alternative HSDPA physical layer structure;
Figur 2: Beispiel einer Zuordnung von bits zu bit Positionen der Symbole;Figure 2: Example of an assignment of bits to bit positions of the symbols;
Figur 3: HSDPA Physical Layer Struktur gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung (retransm. 0= first transmission, retrans . >0 entspricht einer retransmission, TTI = transmission time interval) ; Figur 7: schematische Darstellung von Datenblöcken;Figure 3: HSDPA physical layer structure according to an embodiment of the invention (retransm. 0 = first transmission, retrans.> 0 corresponds to a retransmission, TTI = transmission time interval); Figure 7: schematic representation of data blocks;
Figuren 8 bis 10: Konstellationsdiagramme.Figures 8 to 10: constellation diagrams.
Figur 5 zeigt eine HSDPA Physical Layer Struktur (retransm. 0= first transmission, retrans. >0 entspricht einer retrans- mission, TTI = transmission time interval) . Dabei existieren auf der einen Seite nicht nur parity und systematische bits, die dann auf die bit Positionen der Symbole abgebildet werden sollen, sondern die Anzahl der bits mit verschiedenen Prioritäten wird erweitert, indem u. a. beispielsweise auch noch die header bits und die retransmission (falls nötig) mit einbezogen werden.FIG. 5 shows an HSDPA physical layer structure (retransm. 0 = first transmission, retrans.> 0 corresponds to a retransmission, TTI = transmission time interval). On the one hand, there are not only parity and systematic bits that are then to be mapped to the bit positions of the symbols, but the number of bits with different priorities is expanded by u. a. for example, header bits and retransmission (if necessary) are also included.
Header bits: Ein Paket besteht aus den header bits und der sog. payload. Im header stehen Informationen über die paylo- ad, z. B. Nummer der gesendeten Blocks, Länge des Blocks, usw. Die Anzahl der Informationen im Header hängt u. a. ab vom verwendeten H-ARQ Type, von der Art der Ressourcen- Aufteilung zwischen den Usern, usw. Jedoch sobald man den Header nicht richtig decodieren kann, kann auch die Payload nicht richtig ausgewertet werden. Deshalb ist es besonders wichtig, daß der Header gut geschützt übertragen wird. Somit sollte der Header nach einer besonders guten Codierung (vermutlich bieten sich hier Block-Codes an) auf die zuverlässigsten bits abgebildet werden. Parallele Retransmission: Bislang wird ein ACKNOWLEDGEMENT und NOT ACKNOWLEDGEMENT als Empfangsbestätigung vorgesehen. Hierbei wird ein nicht bestätigter Block in der selben Länge und mit der selben Energie nochmals gesendet. In dem Fall ist es nicht möglich, eine Retransmission parallel zu einer Neuübertagung zu senden, indem man sich die Symbole des komplexen Basisbandes teilt.Header bits: A packet consists of the header bits and the so-called payload. The header contains information about the payload, e.g. B. Number of blocks sent, length of the block, etc. The amount of information in the header depends, among other things, on the H-ARQ type used, on the type of resource allocation between users, etc. However, as soon as the header is not decoded correctly the payload cannot be evaluated correctly. It is therefore particularly important that the header is transmitted well protected. Thus, the header should be mapped to the most reliable bits after a particularly good coding (block codes are probably appropriate here). Parallel retransmission: So far, ACKNOWLEDGEMENT and NOT ACKNOWLEDGEMENT have been provided as confirmation of receipt. An unconfirmed block of the same length and with the same energy is sent again. In this case, it is not possible to send a retransmission in parallel with a retransmission by sharing the symbols of the complex baseband.
Anders ist es jedoch, wenn der Empfänger (Mobiles Terminal) zurückmelden kann, dass nur wenig Energie fehlt, um den gesamten Block decodieren zu können. Dazu kann der gesamte Block mit reduzierter Energie, d. h. zum Beispiel mit einer geringeren Codierrate und/oder mit einer anderen Modulation nochmals gesendet werden, insbesondere als Teil einer mittels einer höherwertigeren Modulation übertragenen Information.It is different, however, if the receiver (mobile terminal) can report back that only little energy is missing in order to be able to decode the entire block. For this, the entire block can be operated with reduced energy, i.e. H. For example, can be sent again with a lower coding rate and / or with a different modulation, in particular as part of information transmitted by means of a higher-value modulation.
Dabei können sowohl mehrere Retransmissionen miteinander als auch Retransmissionen mit Erstübertragungen kombiniert werden. Zusätzlich kann man die Bits der retransmission auf weniger zuverlässigen bit Positionen der Symbole senden und die Bits der Erstübertragung auf den zuverlässigeren Bit- Positionen. Die Rate Matching und Multiplexer Blöcke werden anhand des Acknowledgements und ggf. weiterer Informationen, die der Basisstation vorliegen, gesteuert. Solche Informationen können z.B. mit der maximalen Anzahl an Retransmis- sionen, Protokoll-Stalling und/oder Speicherverbrauch zusammenhängen.Both retransmissions can be combined with each other as well as retransmissions with first transmissions. In addition, the bits of the retransmission can be sent on the less reliable bit positions of the symbols and the bits of the first transmission on the more reliable bit positions. The rate matching and multiplexer blocks are controlled on the basis of the acknowledgment and possibly other information available to the base station. Such information can e.g. are related to the maximum number of retransmissions, protocol stalling and / or memory consumption.
Figur 6 soll dieses gleichzeitige Senden von neuen Datenblocks und retransmissions beispielhaft veranschaulichen. Zuerst soll Datenblock 1 gesendet werden (Figur 6a) . Dieser wird vorher encodiert, dann mittels rate matching auf die Blocklänge gebracht, die dann auch physikalisch gesendet wird. Der gesendete Datenblock besteht aus zuverlässigen und weniger zuverlässigen bit Positionen. Anschließend wird Da- tenblock 2 gesendet (Figur 6b), der dieselbe Encodierung und das selbe rate matching erfährt. Angenommen, daß dem Sender jetzt mitgeteilt wird, dass die Decodierung von Datenblock 1 knapp gescheitert ist, muss nun eine retransmission erfolgen. Nach dem bisherigen Standard wird der nächste Datenblock, al- so Datenblock 3 gesendet (Figur 6c) und anschließend erst die retransmission. Für die retransmission wird die selbe Energie wie vorher verwendet und somit Energie (Figur 6d) . Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird ermöglicht, dass gleichzeitig Datenblock 3 und die retransmission gesendet wird, wo- bei der retransmission eine angemessene (geringere) Energie (Codierung, bit Position der Symbole) zugeteilt wird (Figur 6f) .FIG. 6 is intended to illustrate this simultaneous transmission of new data blocks and retransmissions by way of example. Data block 1 is to be sent first (FIG. 6a). This is encoded beforehand, then brought to the block length using rate matching, which is then also sent physically. The data block sent consists of reliable and less reliable bit positions. Data block 2 is then sent (FIG. 6b), which has the same encoding and experiences the same rate matching. Assuming that the sender is now informed that the decoding of data block 1 has just failed, a retransmission must now take place. According to the previous standard, the next data block, that is data block 3, is sent (FIG. 6c) and only then the retransmission. The same energy as before is used for retransmission and thus energy (FIG. 6d). This embodiment of the invention enables data block 3 and the retransmission to be sent at the same time, with the retransmission being assigned an appropriate (lower) energy (coding, bit position of the symbols) (FIG. 6f).
Jedem Block stehen dabei bei einer Neuübertragung dann weni- ger bits pro Symbol zur Verfügung. Bei einer intelligenten Verteilung der zu sendenden bits wird man pro Zeiteinheit mehr Informationsbits übertragen als wenn man beide Blöcke sequentiell senden wird. Bei einer sequentiellen Übertragung würde die retransmission u. a. auf zuverlässige bits verteilt werden, was eine Verschwendung der Energie bedeuten könnte.Each block then has fewer bits per symbol available for a new transmission. With an intelligent distribution of the bits to be sent, more information bits will be transmitted per unit of time than if one would send both blocks sequentially. With a sequential transmission, the retransmission would u. a. distributed on reliable bits, which could mean a waste of energy.
In Abhängigkeit der Acknowledgements und/oder weiterer Informationen wird bei Retransmissionen entschieden, wie viele und welche Bits (systematische Bits, Parity-Bits, zuvor durch Punktierung entfallene Bits usw.) mit welcher Modulation ü- bertragen werden. Bei gegebener Modulation kann die der Retransmission zugeordnete Energie durch die Codierrate und die Zuordnung der Bits der Retransmission zu den Bits eines jeden Symbols gesteuert werden. Wenn für eine Retransmission wenig Energie benötigt wird, eignet sich eine höherwertigere Modulation, bei der die Retransmission bevorzugt die unzuverlässigen Bits belegt. Die zuverlässigeren Bits können beispielsweise für die Übertragung neuer Information verwendet werden. Gibt es jedoch keine weitere neue Information, so kann auch, wenn eine höhere Coderate verwendet wird und somit weniger Bits als bei der Erstübertragung vorliegen, eine nie- derwertigere Modulation mit im Allgemeinen entsprechend nied- rigerer Sendeleistung gewählt werden. Wenn der Kanal den Wechsel auf eine robustere Modulation zweckmäßig erscheinen lässt, so kann für die Retransmission auch eine niederwerti- gere Modulation und eine im Allgemeinen entsprechend höhere Coderate gewählt werden. Dabei bleibt die Länge des Code¬ blocks konstant, und Soft Combining ist möglich.Depending on the acknowledgments and / or further information, retransmissions decide how many and which bits (systematic bits, parity bits, bits previously omitted by puncturing, etc.) are transmitted with which modulation. For a given modulation, the energy associated with the retransmission can be controlled by the coding rate and the assignment of the bits of the retransmission to the bits of each symbol. If little energy is required for a retransmission, a higher-quality modulation is suitable, in which the retransmission favors the unreliable bits. The more reliable bits can be used, for example, for the transmission of new information. However, if there is no further new information, even if a higher code rate is used and therefore fewer bits are available than in the first transmission, a lower-quality modulation with generally correspondingly lower higher transmission power can be selected. If the channel makes the change to a more robust modulation appear expedient, then a lower-value modulation and a generally correspondingly higher code rate can also be selected for the retransmission. The length of the code blocks ¬ remains constant, soft combining is possible.
Um den Signalisierungsaufwand für das acknowledgement zu begrenzen, könnten 2 bit verwendet werden, so dass sich insgesamt 4 Zustände übermitteln lassen. Tabelle 1 zeigt dies beispielhaft .In order to limit the signaling effort for the acknowledgment, 2 bits could be used, so that a total of 4 states can be transmitted. Table 1 shows this as an example.
NAK1 Not acknowledged, hohe Priorität, schlechte soft-InformationNAK1 Not acknowledged, high priority, bad soft information
NAK2 Not acknowledged, mittlere Priorität, mäßige soft-InformationNAK2 Not acknowledged, medium priority, moderate soft information
NAK3 Not acknowledged, niedrige Priorität, fast decodierbarNAK3 Not acknowledged, low priority, almost decodable
ACK Acknowledged, erfolgreich decodiertACK Acknowledged, successfully decoded
Tabelle 1: Beispiel für 2-bit AcknowledgementTable 1: Example of 2-bit acknowledgment
Basierend auf dieser Rückmeldung kann nun die Modulationsart und Codier-Rate so eingestellt werden, dass durch die retransmission ungefähr die noch benötigte Energie übermittelt wird. In Tabelle 2 wird ein Ausführungsbeispiel für HSDPA mit der Rahmenlänge 3.33ms unter Verwendung eines Codes gezeigt. Wird das Modulations- und Codier-Schema (AMCS) nur innerhalb eines Blockes (d. h. innerhalb MCS Varianten mit gleicher führender Ziffer) umgeschaltet, bleibt die Länge des Code-Blocks erhalten. Dadurch wird sichergestellt, dass trotz einer Änderung der Modulation und Codierung die Erstübertra- gung (Abkürzung: init. tr. für initial transmission) und die retransmission (Abkürzung: retr.) mittels sog. "soft combining" überlagert werden können. Damit erhöht sich die Leistungsfähigkeit des Turbo-Decodier-Vorgangs erheblich. Die letzte Spalte in Tabelle 2 zeigt beispielhaft, welches Acknowledgement (NAK1, NAK2, NAK3) zu welcher Variante des ursprünglichen MCS führen kann. Falls keine retransmission notwendig ist, werden jeweils die in fett gedruckten Basis- MCS verwendet. Da die retransmissions mit jeweils angepasster Codier-Rate übertragen werden, kann hier auch von der Möglichkeit gebrauch gemacht werden, hierzu disjunkte Mengen von parity bits zu verwenden. Bei der Retransmission brauchen keine systematischen Bits übertragen zu werden (bekannt als Hybrid ARQ Type II) . Generell eignet sich dieses Verfahren jedoch für verschiedene ARQ (engl. Automatic Repeat Request)- Verfahren, z.B. incre ental redundancy und Chase combining. Based on this feedback, the type of modulation and coding rate can now be set so that the retransmission transmits approximately the energy still required. Table 2 shows an exemplary embodiment for HSDPA with a frame length of 3.33 ms using a code. If the modulation and coding scheme (AMCS) is only switched within a block (ie within MCS variants with the same leading digit), the length of the code block is retained. This ensures that, despite a change in the modulation and coding, the first transmission (abbreviation: init. Tr. For initial transmission) and the retransmission (abbreviation: retr.) Can be overlaid using so-called "soft combining". This significantly increases the performance of the turbo decoding process. The The last column in Table 2 shows an example of which acknowledgment (NAK1, NAK2, NAK3) can lead to which variant of the original MCS. If no retransmission is necessary, the basic MCS printed in bold are used. Since the retransmissions are transmitted with a respectively adapted coding rate, the possibility can also be used here of using disjoint sets of parity bits. No systematic bits need to be transmitted during retransmission (known as Hybrid ARQ Type II). In general, however, this procedure is suitable for various ARQ (Automatic Repeat Request) procedures, eg incre ental redundancy and chase combining.
AMCS Länge ModulaCode Info- effektive NAK Zustand des tion Bits mati- Codier-AMCS length ModulaCode Info- effective NAK state of the bit mati- coding-
Code- pro ons RateCode-per ons rate
Blocks RahBit men proBlocks of frames per
Rahmen ret i- r . nit. tr.Frame ret i- r. nit. tr.
1.0 200 QPSK 800 200 - 1/41.0 200 QPSK 800 200 - 1/4
1.1 QPSK 800 200 1/4 - NAK11.1 QPSK 800 200 1/4 - NAK1
1.2 QPSK 800 400 1/2 1/2 NAK31.2 QPSK 800 400 1/2 1/2 NAK3
1.3 QPSK 800 400 3/8 3/4 NAK21.3 QPSK 800 400 3/8 3/4 NAK2
2.0 400 QPSK 800 400 - 1/22.0 400 QPSK 800 400 - 1/2
2.1 QPSK 800 400 1/2 - NAK12.1 QPSK 800 400 1/2 - NAK1
2.2 QPSK 800 800 3/2 3/42.2 QPSK 800 800 3/2 3/4
2.3 16QAM 1600 800 1/2 1/2 NAK32.3 16QAM 1600 800 1/2 1/2 NAK3
2.4 16QAM 1600 800 3/8 3/4 NAK22.4 16QAM 1600 800 3/8 3/4 NAK2
3.0 600 QPSK 800 600 - 3/43.0 600 QPSK 800 600 - 3/4
3.1 QPSK 800 600 3/4 - NAK13.1 QPSK 800 600 3/4 - NAK1
3.2 16QAM 1600 1200 3/2 1/2 NAK33.2 16QAM 1600 1200 3/2 1/2 NAK3
3.3 16QAM 1600 1200 3/4 3/4 NAK23.3 16QAM 1600 1200 3/4 3/4 NAK2
3.4 64QAM 2400 1200 1/2 1/23.4 64QAM 2400 1200 1/2 1/2
4.0 900 8-PSK 1200 900 - 3/44.0 900 8-PSK 1200 900 - 3/4
4.1 8-PSK 1200 900 3/4 — NAK1, NAK2, NAK34.1 8-PSK 1200 900 3/4 - NAK1, NAK2, NAK3
5.0 800 16QAM 1600 800 - 1/25.0 800 16QAM 1600 800 - 1/2
5.1 16QAM 1600 800 1/2 - NAK15.1 16QAM 1600 800 1/2 - NAK1
5.2 16QAM 1600 1600 3/2 3/45.2 16QAM 1600 1600 3/2 3/4
5.3 64QAM 2400 1600 1 1/2 NAK35.3 64QAM 2400 1600 1 1/2 NAK3
5.4 64QAM 2400 1600 3/5 3/4 NAK25.4 64QAM 2400 1600 3/5 3/4 NAK2
6.0 1200 16QAM 1600 1200 - 3/46.0 1200 16QAM 1600 1200 - 3/4
6.1 16QAM 1600 1200 3/4 - NAK1, NAK26.1 16QAM 1600 1200 3/4 - NAK1, NAK2
6.2 64QAM 2400 2400 3/2 3/4 NAK36.2 64QAM 2400 2400 3/2 3/4 NAK3
7.0 1800 64QAM 2400 1800 - 3/47.0 1800 64QAM 2400 1800 - 3/4
7.1 64QAM 2400 1800 3/4 — NAK1, NAK2, NAK3 Tabelle 2: Beispiel für die Umschaltung von Modulation und Codier-Rate bei gleichbleibender Größe der Code-Blöcke)7.1 64QAM 2400 1800 3/4 - NAK1, NAK2, NAK3 Table 2: Example for switching modulation and coding rate with the same size of the code blocks)
Neben der Modulations- und Codier-Raten-Anpassung kann jedoch die Übertragungszuverlässigkeit zusätzlich noch durch die Zuordnung zu verschiedenen Bits innerhalb der übertragenen Symbole gesteuert werden. Tabelle 3 zeigt eine mögliche Zuordnung. Die zur Weiterverarbeitung unbedingt benötigten header bits werden generell auf zuverlässige Bitpositionen gelegt. Ansonsten kann vorzugsweise z.B. der Erstübertragung (init. tr.) eine höhere Zuverlässigkeit zugewiesen werden. Die Zu- ordnungsvorschriften in Klammern werden nur angewandt, falls keine Bits mit der ursprünglich vorgesehenen Zuverlässigkeitsklasse mehr zur Verfügung stehen.In addition to the modulation and coding rate adaptation, the transmission reliability can also be controlled by assigning different bits within the transmitted symbols. Table 3 shows a possible assignment. The header bits that are absolutely necessary for further processing are generally placed in reliable bit positions. Otherwise, e.g. higher reliability can be assigned to the initial transmission (init. tr.). The assignment rules in brackets are only used if no bits with the originally intended reliability class are available.
Bitinhalt Bitzuverlässigkeit init. tr. retr. header bits HOCH HOCHBit content bit reliability init. tr. retr. header bits HIGH HIGH
SystematiHOCH NIEDRIG sche bits (NIEDRIG1 (HOCH) parity bits NIEDRIG NIEDRIGSystematic HIGH LOW bits (LOW 1 (HIGH) parity bits LOW LOW
(HOCH) (HOCH)(UP UP)
Tabelle 3: Beispiel für die Bitzuordnung bei paralleler Übertragung zweier Datenströme Table 3: Example of bit allocation for parallel transmission of two data streams
Im folgenden wird eine Weiterbildung der Erfindung beschrie¬ ben, welche aber auch unabhängig von der Erfindung eine ei¬ genständige weitere Erfindung darstellt und an dieser Stelle daher sowohl als Weiterbildung der Erfindung als auch als ei- genständige weitere Erfindung offenbart wird.In the following, the invention will beschrie ¬ ben, but which also regardless of the invention is an egg ¬ genständige further invention and is disclosed at this point, therefore, both as a further development of the invention, as well as independent further invention.
Im weiteren werden auch folgende Abkürzungen verwendet:The following abbreviations are also used:
BPSK Binary Phase Shift KeyingBPSK Binary Phase Shift Keying
DQPSK Differential QPSK EGPRS Enhanced GPRSDQPSK Differential QPSK EGPRS Enhanced GPRS
GPRS General Packet Radio ServiceGPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile CommunicationsGSM Global System for Mobile Communications
HSDPA High Speed Downlink Packet AccessHSDPA High Speed Downlink Packet Access
LSB Least Significant Bit MAC Media Access ControlLSB Least Significant Bit MAC Media Access Control
MSB Most Significant BitMSB Most Significant Bit
PSK Phase Shift KeyingPSK phase shift keying
RLC Radio Link ControlRLC Radio Link Control
QPSK Quadrature Phase Shift Keying QAM Quadratur-AmplitudenmodulationQPSK Quadrature Phase Shift Keying QAM quadrature amplitude modulation
Bei der Datenübertragung sind nicht immer alle zu übertragenden Bits gleich wichtig. Bits, bei denen Übertragungsfehler besonders nachteilig sind und die deshalb einen hohen Fehler- schütz verdienen, könnten beispielsweise sein:Not all bits to be transferred are equally important in data transmission. Bits for which transmission errors are particularly disadvantageous and which therefore deserve a high level of error protection could be, for example:
• Header-Bits, insbesondere bei Verwendung von Incremental Redundancy. Wenn der Header nicht erfolgreich dekodiert werden kann, können die Soft Values der Payload nicht zugeordnet werden und sind somit wertlos. • Signalisierung-Bits, insbesondere für MAC. Übertragungsfehler z.B. bei der Leistungsregelung (Power Control) oder der Kanalzuweisung (z.B. Uplink State Flag bei GPRS) können die Interferenz in einem Mobilfunknetz erhöhen.• Header bits, especially when using incremental redundancy. If the header cannot be successfully decoded, the soft values cannot be assigned to the payload and are therefore worthless. Signaling bits, especially for MAC. Transmission errors e.g. With power control or channel assignment (e.g. uplink state flag with GPRS), interference in a mobile network can increase.
• systematische Bits bei Turbo-Codierung • Bits eines Blocks am unteren Ende des Fensters (RLC Window) , wenn ein Stopp der Übertragung neuer Blocks (Stal- ling) wegen Erreichen der maximalen Fenstergröße droht. • Bits eines Echtzeit-Dienstes, bei dem eine Retransmission nicht möglich ist• Systematic bits with turbo coding • Bits of a block at the lower end of the window (RLC window), if the transmission of new blocks (stalling) threatens to stop because the maximum window size has been reached. • Bits of a real-time service in which retransmission is not possible
• höherwertige Bits von Zahlen, bei denen kleine Fehler weniger ins Gewicht fallen als große, insbesondere solchen, die einer physikalischen Größe zugeordnet sind, z.B. Helligkeitswert eines Pixels, Abtastwert eines Audiosignals oder Filterkoeffizient für einen Vocoder. •Higher order bits of numbers where small errors are less important than large ones, especially those that are assigned to a physical quantity, e.g. Brightness value of a pixel, sample value of an audio signal or filter coefficient for a vocoder. •
Eine geringe Übertragungssicherheit wäre zum Beispiel tole- rierbar bei Retransmissions mit Incremental Redundancy, insbesondere dann, wenn der Sender weiß, dass der Empfänger nur noch wenig Redundanz für die erfolgreiche Dekodierung benötigt.A low level of transmission security would be tolerable, for example, in the case of retransmissions with incremental redundancy, in particular if the sender knows that the receiver only needs little redundancy for successful decoding.
Bei der Datenübertragung mit höherwertigen Modulationen wie 8-PSK, 16-QAM, 64-QAM usw. ist die Bitfehlerwahrscheinlichkeit aber auch nicht für alle Bits innerhalb eines Symbols gleich, insbesondere dann, wenn man die Zuordnung von Bitkombination zu einem Symbolpunkt im Konstellationsdiagramm auf minimale Bitfehlerwahrscheinlichkeit hin optimiert.When transmitting data with higher-value modulations such as 8-PSK, 16-QAM, 64-QAM etc., the bit error probability is also not the same for all bits within a symbol, especially if the assignment of the bit combination to a symbol point in the constellation diagram is minimized Bit error probability optimized.
Bei GSM werden die Audiobits entsprechend ihrer Wichtigkeit für die Tonqualität stärker, schwächer oder auch gar nicht geschützt. Dies ist als "unequal error protection" bekannt und wird durch ungleich starke Codierung erreicht.With GSM, the audio bits are protected stronger, weaker or not at all, depending on their importance for the sound quality. This is known as "unequal error protection" and is achieved through unevenly strong coding.
Beim Rate-Matching von W-CDMA werden vorzugsweise die weniger wichtigen Parity Bits durch Lochung (Puncturing) entfernt.With W-CDMA rate matching, the less important parity bits are preferably removed by puncturing.
Bei EGPRS werden die zum RLC/MAC-Header gehörigen Bits über die zuverlässigsten Bits der 8-PSK übertragen.With EGPRS, the bits belonging to the RLC / MAC header are transmitted via the most reliable bits of the 8-PSK.
Beim digitalen Rundfunk wird von einer Standard-Konstellation wie der der 16-QAM gezielt im Sinne einer hierarchischen Mo- dulation abgewichen, um besonders sichere Bits zu haben, mit denen unter schwierigen Empfangsbedingungen zumindest eine Wiedergabe in eingeschränkter Qualität (z.B. monofon mit niedriger Bandbreite, schwarz/weiß mit niedriger Auflösung) möglich ist.In digital broadcasting, a standard constellation such as that of the 16-QAM is specifically deviated in the sense of a hierarchical modulation in order to have particularly secure bits with which, under difficult reception conditions, at least a reproduction in limited quality (eg monophonic with low bandwidth, black and white with low resolution) is possible.
Bei der Standardisierung von HSDPA ist vorgeschlagen, soweit möglich die systematischen Bits des turbo-codierten Datenstroms über diejenigen Bits innerhalb eines Symbols zu übertragen, die die niedrigste Bitfehlerwahrscheinlichkeit haben. Außerdem ist vorgeschalgen, das Acknowledgement bei Incremen- tal Redundancy nicht binär, sondern mit einer Schätzung, wie viel Redundanz noch benötigt wird, zu übertragen, und dementsprechend die Sendeleistung bei der Retransmission ggfls. zu reduzieren.When standardizing HSDPA, it is proposed that the systematic bits of the turbo-coded data stream be transmitted as far as possible via those bits within a symbol that have the lowest bit error probability. In addition, it is suggested that the acknowledgment for incremental redundancy should not be transmitted in binary form, but rather with an estimate of how much redundancy is still required, and accordingly the transmission power during retransmission if necessary. to reduce.
Verfahren zur Vermeidung von Nulldurchgängen bei QPSK und 8- PSK sind als Offset-QPSK, pi/4-DQPSK und 3pi/8-8PSK bekannt.Methods for avoiding zero crossings in QPSK and 8-PSK are known as offset QPSK, pi / 4-DQPSK and 3pi / 8-8PSK.
Die Weiterbildung der Erfindung bzw. die weitere Erfindung sieht foglendes vor:The development of the invention or the further invention provides the following:
Die Punkte im Konstellationsdiagramm werden bei einer m- wertigen Modulation für k besonders schützenswerte Bits pro Symbol (k<m) in 2k Cluster gruppiert. Die Anzahl der Cluster und die Abstände können dynamisch verändert werden, insbesondere, wenn die Konstellation dem Empfänger übermittelt wird, beispielsweise digital vorab oder durch eine Demonstration in einer Trainingssequenz, Präambel oder Ahnlichem. Dadurch kann die Übertragungssicherheit der einzelnen Bits eines Symbols verändert werden.The points in the constellation diagram are grouped into 2 k clusters in the case of m-valued modulation for k bits worthy of protection per symbol (k <m). The number of clusters and the distances can be changed dynamically, in particular if the constellation is transmitted to the recipient, for example digitally in advance or through a demonstration in a training sequence, preamble or the like. The transmission security of the individual bits of a symbol can thereby be changed.
Wenn innerhalb eines Datenstroms Bits eines ungleichmäßigen Schutzes bedürfen (beispielsweise 8 Bits für den Grauwert eines Pixels), dann sollten diese Bits geeignet auf die Bits der Sendesymbole verteilt werden. Dies kann zum Beispiel durch ein Interleaving erreicht werden, das auf die Wichtig- keit der Bits im zu übertragenden Datenstrom und die Übertragungssicherheit der einzelnen Bits eines Sendesymbols abge- stimmt ist, also wichtige Bits im zu übertragenden Datenstrom bevorzugt auf sichere Bits in den Sendesymbolen umsortiert.If bits within a data stream require uneven protection (for example 8 bits for the gray value of a pixel), then these bits should be appropriately distributed over the bits of the transmission symbols. This can be achieved, for example, by interleaving, which is based on the importance of the bits in the data stream to be transmitted and the transmission reliability of the individual bits of a transmission symbol. is true, so important bits in the data stream to be transmitted are preferably re-sorted to secure bits in the transmission symbols.
Im Gegensatz zu pi/4-DQPSK und Offset-QPSK sind bei einer normalen 16-QAM die Rotation oder der zeitliche Versatz zwischen Inphase- und Quadraturkompenente als Verfahren zur Verminderung des Peak-to-Minimum-Ratios nicht sehr wirksam. Hingegen können diese Verfahren bei einer hierarchischen Modulation wie beispielsweise der in Fig. 4c dargestellten 16-QÄM mit größerer Wirkung genutzt werden.In contrast to pi / 4-DQPSK and offset-QPSK, the rotation or the time offset between in-phase and quadrature components are not very effective as a method for reducing the peak-to-minimum ratio in a normal 16-QAM. On the other hand, these methods can be used with a greater effect in the case of hierarchical modulation, for example the 16-QÄM shown in FIG. 4c.
Der unterschiedliche Fehlerschutz der verschiedenen Bits lässt sich beispielsweise erreichen durchThe different error protection of the different bits can be achieved, for example, by
1. Zuordnung von ungleich wichtigen Bits zu ungleich sicheren Bits innerhalb eines Symbols,1. Allocation of bits that are not of equal importance to bits that are not of equal security within a symbol,
2. gezielt inhomogene Anordnung der Symbolpunkte im Konstellationsdiagramm,2. deliberately inhomogeneous arrangement of the symbol points in the constellation diagram,
3. höhere oder niedrigere Coderate, z.B. durch mehr oder weniger aggressives Puncturing bei den zugehörigen Parity Bits.3. higher or lower code rate, e.g. through more or less aggressive puncturing of the associated parity bits.
Neu ist hier, bei der mobilen Telefonie die Übertragungssicherheit von (mindestens) einem Bit innerhalb eines Sendesymbols gezielt auf Kosten der Übertragunssicherheit (mindes- tens) eines anderen Bits des gleichen Symbols zu erhöhen. Der sich dann - bei den meisten Beispielen als hierarchische Modulation ergebende - ungleichmäßige Fehlerschutz wird kombiniert mit der Idee,What is new here in mobile telephony is to specifically increase the transmission security of (at least) one bit within a transmission symbol at the expense of transmission uncertainty (at least) another bit of the same symbol. The then non-uniform error protection, which in most examples results as hierarchical modulation, is combined with the idea
• Payload-Daten mit unterschiedlichen Fehlerschutzanforde- rungen parallel zu übertragen,• to transfer payload data with different error protection requirements in parallel,
• die Bits der Symbole in sichere und unsichere zu separieren und• separate the bits of the symbols into safe and unsafe and
• über die unsicheren Bits bevorzugt die Daten zu übertragen, bei denen eine höhere Bitfehlerrate oder schlechte Soft Values tolerierbar sind.• To use the unsafe bits to transmit the data for which a higher bit error rate or poor soft values can be tolerated.
Neu sind ferner einige Konstellationen im komplexen Basisband sowie die Möglichkeit, die Verzerrung der Konstellationen dy- namisch an die Erfordernisse der zu übertagenden Daten anzupassen.Also new are some constellations in the complex baseband and the possibility to distort the constellations dy- adapt namically to the requirements of the data to be transferred.
Diese Weiterbildung bzw. eigenständige Erfindung sei im fol- genden anhand von Ausführungsbeispielen, die anhand der Figu¬ ren 7 bis 10 erläutert werden, beschreiben:This further independent invention and is in the fol- constricting means of exemplary embodiments, which ren reference to Figu ¬ be explained 7 to 10, describe:
Die Kreuze in den Figuren markieren dabei die Symbolpunkte, und die Kreise um die Kreuze kennzeichnen den Mindestabstand, den eine Entscheidungsschwelle vom jeweiligen Symbolpunkt haben sollte.The crosses in the figures mark the symbol points, and the circles around the crosses mark the minimum distance that a decision threshold should have from the respective symbol point.
Bei einer Gray-codierten 8-PSK unterscheiden sich benachbarte Symbole in maximal einem Bit. Dadurch kommen, wenn der Emp- fangsvektor in einem benachbarten Symbol endet, bei Hard De- cision immerhin noch zwei von drei Bits richtig an. Es gibt zwei eher sichere und ein eher unsicheres Bit, aber keine so großen Bitfehlerwahrscheinlichkeitsunterschiede wie bei einer hierarchischen Modulation. Fig. 7a zeigt ein Konstellations- diagramm für eine andere Modulation mit 8 verschiedenen Symbolen (3 bit) . Hier ist ein Symbol in die Mitte platziert, wodurch sich im Vergleich zu 8-PSK bei gleicher mittlerer Sendeleistung die Abstände zwischen den benachbarten Symbolen vergrößern. Das Symbol 000 in der Mitte unterscheidet sich von den Symbolen außen herum in bis zu drei Bits, aber dies wird bei gutem Störabstand durch den größeren Abstand zu den anderen Symbolen mehr als ausgeglichen. Jedoch grenzen an der rechten Seite zwei Symbole aneinander, die sich in zwei Bits unterscheiden.In a Gray-coded 8-PSK, adjacent symbols differ in a maximum of one bit. This means that when the receive vector ends in an adjacent symbol, two out of three bits still arrive correctly in hard detection. There are two more secure and one more unsafe bit, but not as big a bit error probability difference as with hierarchical modulation. 7a shows a constellation diagram for another modulation with 8 different symbols (3 bits). Here, a symbol is placed in the middle, which increases the distances between the neighboring symbols compared to 8-PSK with the same average transmission power. The symbol 000 in the middle differs from the symbols on the outside in up to three bits, but this is more than compensated for by the larger distance to the other symbols if the signal-to-noise ratio is good. However, two symbols adjoin one another on the right-hand side, which differ in two bits.
Bild 7b zeigt eine Abhilfe: Der Kreis außen herum wird an dieser Entscheidungsgrenze einen Spalt weit geöffnet, so der größeren Ha ming-Distanz der benachbarten Symbole durch eine größere euklidische Distanz im Konstellationsdiagramm Rech- nung getragen wird. In Bild 7c sind die Symbole mit Hamming-Distanz 1 wieder näher zusammengerückt. Der Abstand zwischen den Symbolen 000 und 111 ist besonders groß.Figure 7b shows a remedy: The circle around the outside is opened a crack at this decision limit, so the larger Hainging distance of the neighboring symbols is taken into account by a larger Euclidean distance in the constellation diagram. In Figure 7c, the symbols with Hamming distance 1 are moved closer together again. The distance between the symbols 000 and 111 is particularly large.
Bild 7d zeigt eine Modifizierung in Richtung auf eine hierarchische Modulation. Dabei wird angenommen, dass das linke Bit (MSB) besonders schützenswert sei. Die Symbole OOlund 010 unterscheiden sich in jeweils nur einem Bit vom Symbol 000 und dürfen deshalb nahe an ihm positioniert werden. Die Symbole 110, 111, 101 und 100 unterscheiden sich im MSB von den vier anderen Symbolen und werden deswegen von diesen etwas separiert.Figure 7d shows a modification towards hierarchical modulation. It is assumed that the left bit (MSB) is particularly worth protecting. The symbols OOl and 010 differ from the symbol 000 in only one bit each and can therefore be positioned close to it. The symbols 110, 111, 101 and 100 differ from the other four symbols in the MSB and are therefore somewhat separated from them.
Zweckmäßigerweise wird der Schwerpunkt der Konstellation in den Ursprung gelegt, damit, wenn im Mittel alle Symbole gleich häufig gesendet werden, keine Leistung für den Träger vergeudet wird.The center of gravity of the constellation is expediently placed in the origin, so that if on average all symbols are sent with the same frequency, no power is wasted for the wearer.
Fig. 8a zeigt eine etwas andere Anordnung der 8 Symbole. Bei Fig. 8b werden die Symbole mit MSB=0 von denen mit MSB=1 etwas abgerückt, um das MSB besser zu schützen. In Fig. 8c ist auch das mittlere Bit besser geschützt als das LSB. Dies entspricht einer QPSK, der eine BPSK mit niedriger Leistung ü- berlagert ist.8a shows a somewhat different arrangement of the 8 symbols. In Fig. 8b, the symbols with MSB = 0 are slightly moved away from those with MSB = 1 in order to better protect the MSB. In Fig. 8c the middle bit is also better protected than the LSB. This corresponds to a QPSK, which is superimposed on a BPSK with low power.
Fig. 9a zeigt eine 4-QAM, bei der beide Bits gleiche Übertragungssicherheit haben. Diese Konstellation kann man sich auch als aus zwei orthogonalen BPSKs zusammengesetzt vorstellen, die eine in der Inphase-, die andere in der Quadraturkompo- nente. Wenn man die Gesamtleistung, welche für die Interferenz im Mobilfunknetz maßgeblich ist, konstant lässt, d.h. die Punkte nur auf einem Kreis um den Ursprung verschiebt, und die Leistung der BPSK in der Inphasekomponente zugunsten der in Quadraturkomponente senkt (Fig. 9b) , ergibt sich ein höhere Zuverlässigkeit für das MSB auf Kosten der Übertragungssicherheit des LSBs. Hier braucht der Empfänger nicht zu wissen, wie die Leistungen verteilt sind; jedoch könnte mit dieser Kenntnis bei Festkommaarithmetik der Wertebereich für die Soft Values (Equaliser soft Outputs) u.U. besser ange- passt werden.9a shows a 4-QAM, in which both bits have the same transmission security. This constellation can also be thought of as being composed of two orthogonal BPSKs, one in the in-phase and the other in the quadrature component. If the total power, which is decisive for interference in the mobile network, is left constant, i.e. the points are only shifted in a circle around the origin, and the power of the BPSK in the in-phase component is reduced in favor of that in the quadrature component (Fig. 9b), the result is a higher reliability for the MSB at the expense of the transmission security of the LSB. Here the recipient does not need to know how the benefits are distributed; however, could with With fixed-point arithmetic, the range of values for the soft values (equalizer soft outputs) may be better adapted to this knowledge.
Fig. 10a zeigt das typische Konstellationsdiagramm einer 16- QAM. In Fig. 10b wurde die Störsicherheit des MSBs auf Kosten der des LSBs erhöht. Es gibt somit ein besonders sicheres, zwei normale und ein besonders unsicheres Bit. Das Diagramm zeigt zwei Cluster, das eine oben, das andere unten. In Fig. 10c gibt es je zwei sichere und zwei unsichere Bits. Hier gibt es vier Cluster. Man kann sich diese 4 Cluster als die 4 Symbolpunkte einer QPSK vorstellen, die die beiden sicheren Bits transportiert.10a shows the typical constellation diagram of a 16-QAM. 10b, the immunity of the MSB has been increased at the expense of that of the LSB. There is therefore a particularly safe, two normal and one particularly unsafe bit. The diagram shows two clusters, one at the top and the other at the bottom. In Fig. 10c there are two safe and two unsafe bits. There are four clusters here. These 4 clusters can be thought of as the 4 symbol points of a QPSK that transports the two safe bits.
Bei einer dynamischen Änderung der Konstellation kann man drei verschiedene Größen konstant lassen.With a dynamic change in the constellation, three different quantities can be left constant.
1. Der Spitzenwert wird konstant gelassen. Dann steigt die mittlere Sendeleistung an. Dies ist insbesondere bei Cove- rage Limitation möglich. Die Übertragungssicherheit der sicheren Bits verbessert sich erheblich. Der Empfänger muss wissen, wie weit die Symbolpunkte im Konstellationsdiagramm verschoben wurden, um seine Entscheidungsschwelle richtig legen zu können. Falls die Anordnung variabel sein soll, muss dem Empfänger also die verwendete Konstellation mitgeteilt werden.1. The peak value is left constant. Then the average transmission power increases. This is particularly possible with cover limitation. The transmission security of the safe bits improves considerably. The recipient must know how far the symbol points in the constellation diagram have been moved in order to be able to set his decision threshold correctly. If the arrangement is to be variable, the recipient must be informed of the constellation used.
2. Die Sendeleistung bleibt konstant. Auch hier muss der Empfänger die neue Konstellation kennen.2. The transmission power remains constant. Here too, the recipient must know the new constellation.
3. Die Mittelpunkte der Cluster werden nicht geändert. Dadurch sinkt die Sendeleistung bei der Verzerrung des Mus- ters wie in Fig. 4b und 4c etwas ab. Bei Hard-Decision könnte zunächst das Cluster und danach die Position innerhalb des Clusters entschieden werden, wenn nur die Clustermittelpunkte bekannt sind. Für eine präzise Berechnung von Soft Values muss der Empfänger aber auch hier die Konstellation kennen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht ausschließlich auf eine Mobilfunkübertragung zwischen einer Basisstation und einem Endgerät, sondern auch auf jede andere Übertragung zwischen mindestens zwei Sende-/Empfangseinrichtungen. Die Über- tragung braucht nicht über einen Funkkanal zu erfolgen, sondern kann beispielsweise auch drahtgebunden stattfinden. Die Sende-/Empfangseinrichtungen brauchen nicht, können aber gleichberechtigt sein.3. The centers of the clusters are not changed. As a result, the transmission power drops somewhat when the pattern is distorted, as in FIGS. 4b and 4c. With hard decision, the cluster could be decided first and then the position within the cluster if only the cluster centers are known. For a precise calculation of soft values, the recipient must also know the constellation here. The present invention relates not only to a mobile radio transmission between a base station and a terminal, but also to any other transmission between at least two transceivers. The transmission need not take place via a radio channel, but can also take place in a wired manner, for example. The transmitting / receiving devices do not need to, but can have equal rights.
Neben den oben erläuterten Ausführungsvarianten der Erfindung liegt eine Vielzahl weiterer Ausführungsvarianten im Rahmen der Erfindung, welche hier nicht weiter beschrieben werden, aber anhand der erläuterten Ausführungsbeispiele einfach in die Praxis umgesetzt werden können. In addition to the embodiment variants of the invention explained above, a large number of further embodiment variants are within the scope of the invention, which are not further described here, but can be simply put into practice on the basis of the exemplary embodiments explained.
In dieser Anmeldung wird auf folgende Dokumente Bezug genom¬ men. Dabei bezeichnen:In this application genome is ¬ men to the following documents. Designate:
[Panasonic][Panasonic]
Panasonic, TSG-RAN Working Group 1 Meeting #19, Las Vegas, USA, February 27- March 2, 2001, Tdoc TSGR1#19 (01) 0237; „En- hanced HARQ Method with Signal Constellation Rearrangement'Panasonic, TSG-RAN Working Group 1 Meeting # 19, Las Vegas, USA, February 27- March 2, 2001, Tdoc TSGR1 # 19 (01) 0237; "Enhanced HARQ Method with Signal Constellation Rearrangement"
[Samsung ][Samsung]
Samsung Electronics Co., 3GPP TSG RAN WG1/WG2 Joint Meeting on HSDPA, Sophia Antipolis, FR, April 5-6, 2001, Tdoc 12A010044, „Enhanced Symbol Mapping method for the modulation of Turbo-coded bits based on bit priority*Samsung Electronics Co., 3GPP TSG RAN WG1 / WG2 Joint Meeting on HSDPA, Sophia Antipolis, FR, April 5-6, 2001, Tdoc 12A010044, "Enhanced Symbol Mapping method for the modulation of Turbo-coded bits based on bit priority *
[HSDPA_physical][HSDPA_physical]
3G TR25.848 V0.6.0 (2000-05)3G TR25.848 V0.6.0 (2000-05)
3rd Generation Partnership Project;3rd Generation Partnership Project;
Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Aspects of UTRA High Speed Downlink Packet AccessTechnical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access
TSG-RAN Working Groupl meeting#19, Tdoc TSGR1#19 (01) 0430 Las Vegas, USA , 27th Feb.-2nd March 2001TSG-RAN Working Groupl meeting # 19, Tdoc TSGR1 # 19 (01) 0430 Las Vegas, USA, 27th Feb.-2nd March 2001
[HSDPA_overall][HSDPA_overall]
3GPP TR 25.855 V0.0.1 (2001-04 )3GPP TR 25.855 V0.0.1 (2001-04)
Technical ReportTechnical report
3rd Generation Partnership Project;3rd Generation Partnership Project;
Technical Specification Group Radio Access Network; High Speed Downlink Packet Access:Technical Specification Group Radio Access Network; High Speed Downlink Packet Access:
Overall UTRAN DescriptionOverall UTRAN Description
(Release 5) (Release 5)

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zur Übertragung von Daten, umfassend die folgenden Schritte: - Gliederung von Daten in Datenpakete1. A method for transmitting data, comprising the following steps: - structuring data into data packets
- Kodierung der Datenpakete in einer Sendestation- Coding of the data packets in a transmitting station
- Zuordnung der kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von Modulationssymbolen- Assignment of the coded data to bit positions within modulation symbols
- Übertragung dieser Modulationssymbole über eine Kommunika- tionsstrecke, insbesondere Funkkommunikationsstrecke- Transmission of these modulation symbols via a communication link, especially a radio communication link
- Empfang und Demodulation der übertragenen Modulationssymbole in einer Empfangsstation- Receiving and demodulating the transmitted modulation symbols in a receiving station
- Dekodierung der Datenpakete- Decoding of the data packets
- Bestätigung bzw. nicht-Bestätigung der empfangenen Daten- pakete von der Empfangsstation an die Sendestation- Confirmation or non-confirmation of the received data packets from the receiving station to the transmitting station
- wiederholte Übertragung eines der nicht bestätigten Datenpakete, wobei die Übertragungsparameter für eine wiederholte Übertragung von den Ubertragungsparameter der ersten Übertragung unterschiedlich sein können, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung von kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von Modulationssymbolen in Abhängigkeit davon vorgenommen wird, ob das entsprechende Datenpaket zum ersten mal, oder zum wiederholten mal übertragen wird.- Repeated transmission of one of the unacknowledged data packets, the transmission parameters for a repeated transmission being different from the transmission parameters of the first transmission, characterized in that the assignment of coded data to bit positions within modulation symbols is carried out depending on whether that Corresponding data packet is transmitted for the first time or repeatedly.
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach einer nicht-Bestätigung eines Datenpakets zusätzlich zu einer wiederholten Aussendung dieses Datenpa- kets auch ein weiteres Datenpaket übertragen wird.2nd Method according to claim 1, so that after a non-confirmation of a data packet, in addition to a repeated transmission of this data packet, a further data packet is also transmitted.
3. Verfahren zur Übertragung von Daten, umfassend die folgenden Schritte:3. A method of transferring data comprising the following steps:
- Gliederung von Daten in Datenpakete - Kodierung der Datenpakete in einer Sendestation- Structure of data in data packets - Coding of the data packets in a sending station
- Zuordnung der kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von Modulationssymbolen - Übertragung dieser Modulationssymbole über eine Kommunikationsstrecke, insbesondere Funkkommunikationsstrecke- Assignment of the coded data to bit positions within modulation symbols - Transmission of these modulation symbols over a communication link, in particular radio communication link
- Empfang und Demodulation der übertragenen Modulationssymbole in einer Empfangsstation - Dekodierung der Datenpakete- Receiving and demodulating the transmitted modulation symbols in a receiving station - decoding the data packets
- Bestätigung bzw. nicht-Bestätigung der empfangenen Datenpakete von der Empfangsstation an die Sendestation- Confirmation or non-confirmation of the received data packets from the receiving station to the transmitting station
- wiederholte Übertragung eines der nicht bestätigten Datenpakete, wobei die Ubertragungsparameter für eine wieder- holte Übertragung von den Übertragungsparameter der ersten Übertragung unterschiedlich sein können, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer nicht-Bestätigung eines Datenpakets zusätzlich zu einer wiederholten Aussendung dieses Datenpakets auch ein weiteres Datenpaket übertragen wird.- Repeated transmission of one of the unconfirmed data packets, the transmission parameters for a repeated transmission being different from the transmission parameters of the first transmission, characterized in that after a data packet has not been confirmed, in addition to a repeated transmission of this data packet, a further data packet is also sent is transmitted.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nicht-Bestätigung eines Datenpakets zusätz- lieh eine Information über die Empfangs-Qualität dieses4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the event of a non-confirmation of a data packet, additional information about the reception quality of said packet is provided
Datenpakets übertragen wird, und bei dem die Zuordnung von Kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von Modulationssymbolen in Abhängigkeit von dieser übermittelten Empfangsqualität vorgenommen wird.Data packet is transmitted, and in which the assignment of coded data to bit positions within modulation symbols is carried out as a function of this transmitted reception quality.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsqualität durch insgesamt 4 Zustände übermittelt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reception quality is transmitted by a total of 4 states.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Qualität einer früheren Übertragung zusätzlich zu einer wiederholten Aussendung dieses Datenpakets auch mindestens ein weiteres Datenpaket übertragen wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, depending on the quality of an earlier transmission, in addition to a repeated transmission of this data packet, at least one further data packet is also transmitted.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Anzahl der Wiederholungen eines Datenpaketes zusätzlich zur einer wiederholten Aussen- düng dieses Datenpakets auch mindestens ein weiteres Datenpaket übertragen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, depending on the number of repetitions of a data packet, at least one further data packet is also transmitted in addition to the repeated external use of this data packet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung von kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von Modulationssymbolen in Abhängigkeit davon vorgenommen wird, ob es sich bei den Daten um Organisationsdaten (Header) handelt, welche eine Information über die gerade verwendeten Übertragungsparameter enthalten.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the assignment of coded data to bit positions within modulation symbols is carried out depending on whether the data is organizational data (header) which contains information about the contain used transmission parameters.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kodierung ein Turbokoder verwendet wird, und die Zuordnung von Kodierten Daten zu bit-Positionen innerhalb von Modulationssymbolen in Abhängigkeit davon vorgenommen wird, ob es sich um parity oder systematische Bits handelt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a turbo encoder is used for coding, and the assignment of coded data to bit positions within modulation symbols is carried out depending on whether it is parity or systematic bits.
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